Bilgisayar Donanım ve Sistem Yazılımı

... konulu sunumlar: "Bilgisayar Donanım ve Sistem Yazılımı"— Sunum transkripti:

1 Bilgisayar Donanım ve Sistem Yazılımı
Aslı Eyecioğlu Özmutlu

2 Hedefler Mikroişlemciler Mikroişlemcilerde Aritmetik

3 Mikroişlemciler Mikroişlemci, bilgisayarın değişik birimleri arasında veri akışı ve veri işleme görevlerini yerini getiren büyük ölçekli veya çok büyük ölçekli entegre devredir. 

4 Mikroişlemciler İlk mikroişlemci 1971 yılında hesap makinesi amacıyla üretilen Intel firmasının 4004 adlı ürünüdür. Bu kesinlikle hesap makinelerinde kullanılmak üzere üretilmiş ilk genel amaçlı hesaplayıcıdır. Bir defada işleyebileceği verinin 4 bit olmasından dolayı 4 bitlik işlemci denilmekteydi. 1974 ve 1976 yılları arasında 8 bitlik ilk genel amaçlı mikroişlemci denilebilecek mikroişlemciler tasarlanmıştır.

5 Mikroişlemciler

6 Mikroişlemciler Mikroişlemci, bilgisayarın değişik birimleri arasında veri akışı ve veri işleme görevlerini yerini getiren büyük ölçekli veya çok büyük ölçekli entegre devredir. 

7 Mikroişlemci Mimarisi
Mikroişlemcinin mimarisi denildiğinde; mikroişlemci içindeki kaydedicilerin büyüklüğü ve yapısı ile kendi aralarında mümkün olan veri ve komut transferleri akla gelmelidir.

8 Mikroişlemci Mimarisi
Komut kümesi bir mikroişlemcinin tanıdığı komutlardır ve iç saklayıcı kümesi de, mikroişlemcinin çalışması sırasında geçici verilerin saklandığı bellek hücreleridir. Ortak bir mimariye sahip işlemciler, aynı komutları tanıdıklarından aynı programları çalıştırabilirler. Komut ve saklayıcı kümeleri farklı olan mikroişlemciler genellikle aynı programları çalıştıramazlar.

9 Mikroişlemci Mimarisi
CISC İşlemciler RISC İşlemciler

10 Mikroişlemci Mimarisi
CISC İşlemciler Bu mimarinin geliştirildiği 1960 ve 1970’li yıllarda RAM’lerin sınırlı ve pahalı olması, az bellek kullanımını gerektirirdi. Az bellek kullanımı komutların ve mimarinin kompleks olmasına sebep oldu. CISC mimarisine sahip mikroişlemcilerin transistör sayısının fazla olması nedeniyle, bu işlemcilerin ebadı büyüktür. Ayrıca, fazla ısı üreteceğinden gelişmiş soğutma sistemleri kullanılmalıdır. Bunlardan dolayı, CISC tabanlı işlemciler diğerine göre daha pahalıdır.

11 Mikroişlemci Mimarisi
RISC İşlemciler RISC işlemcili sistemlerde amaç, komut işlenmesinin olabildiğince hızlı olmasıdır. Komutların basit ve az olması, işlemcinin uzun ve karışık olandan daha hızlı çalışabilmesini sağlar

12 Sayı Sistemleri En küçük birim; bit (0 veya 1)
8 bit = 1 byte = 1 karakter (örnek: ) Kapasite ölçme birimleri 1024’er 1024’er artar. 1 TB = 1024 GB 1 TB = 1024 x 1024 MB 1 TB = 1024 x 1024 x 1024 KB 1 TB = 1024 x 1024 x 1024 x 1024 Byte 1 TB = 1024 x 1024 x 1024 x 1024 x 8 Bit 1 TB = 1024 GB  1 GB = 1024 MB 1 MB = 1024 KB  1 KB = 1024 BYTE 1 BYTE = 8 BİT

13 Desimal Sistem Günlük hayatımızda desimal sistemi kullanmaktayız
Tabanı 10’dur Örn: 365 = 4827 =

14 İkili Sayı Sistemi (Binary System)
Sistemin Tabanı 2’dir. Sadece “0” ve “1” kullanır. Her sayı “dijit” olarak ifade edilir. Basamaklar 2’nin kuvveti olarak yazılır.

15 Bit Etiketleri 7 6 5 4 3 2 1 1 MSB LSB Most Sifnificant Bit
1 MSB Most Sifnificant Bit LSB Least Sifnificant Bit

16 Binary-Desimal Çevrimi
Her dijit 2’nin kuvveti ile çarpılarak desimal sayı sistemine çevrilir. Örn: i) (101011)2 = =43 ii) (1011)2 = =11

17 Desimal-Binary Çevrimi
Desimal sayıları binary sayılara çevirirken “Bölme-2” metodu kullanılır. Çıkan sonuç tersten yazılır. Örn: (33)10=(?)2 33 2 2 16 2 (33)10=(100001)2 13 16 2 8 12 0 8 4 2 2 1 2 1

18 Tam ve Ondalıklı Binary Sayıların Desimal Sayılara Çevrimi
İlk önce binary sayı 2’nin kuvveti olarak yazılır Binary sayının tam kısmı pozitif 2’nin kuvveti olarak yazılır Ondalıklı kısmı ise, soldaki ilk dijitten başlayarak sağa doğru negatif 2’nin kuvveti olarak yazılır. Ondalıklı kısmın 2’nin kuvvetleri bayağı kesirli hale getirilir ve kesirlerin desimal değerleri bulunarak dijitlerle çarpılır. Çıkan sonuç toplanarak desimal sayı elde edilir.

19 Tam ve Ondalıklı Binary Sayıların Desimal Sayılara Çevrimi
= =4+1/2+1/232=4,

20 Tam ve Ondalıklı Desimal Sayıların Binary Sayılara Çevrilmesi
2 aşamada gerçekleşir İlk önce tamsayı “Bölme 2” metodu ile binarye çevrilir. Daha sonra ondalıklı sayı “Çarpma2” metodu ile binarye çevrilir. Not: Ondalıklı kısım, 1,00 sayısı elde edilene kadar sürekli 2 ile çarpılır. Eğer 1,00 sayısı elde edilmeden sonlandırılırsa gerçek sayı elde edilemez.

21 Tam ve Ondalıklı Desimal Sayıların Binary Sayılara Çevrilmesi
ii) 0,875 2 0,75 2 0,5 2 8 2 4 2 0 4 1,75 1,5 1,0 2 2 2 1 (8)10=(1000)2 (8,875)10=(1000,111)2

22 Binary Sayı Sisteminde 4 İşlem
-A-Toplama Kurallar: i) 0+0=0 ii) 0+1=1 iii)1+1=10 iv)1+1+1=11 v) =100 Not: İkinci basamağa geçen “1” sayısı “Carry (C)” ile gösterilir.

23 Binary Sayı Sisteminde 4 İşlem
Örn: Elde - Carry(C) +

24 Binary Sayı Sisteminde 4 İşlem
B-Çıkartma Kurallar: i) 0-0=0 ii) 1-1=0 iii)1-0=1 iv)0-1=1 € X Not: X üst basamaktan alınan borç (borrow-b) ile ifade edilir.

25 Binary Sayı Sisteminde 4 İşlem
x 11x xx

26 -C- Bölme Kurallar: i) 0/0=0 ii) 0/1=0 iii)1/0=0 iv)1/1=1

27 -D- Çarpma Kurallar: i) 0x0=0 ii) 1x0=0 iii)0/1=0 iv)1x1=1

28 Oktal Sayı Sistemi {0,1,2,3,4,5,6,7} rakamlarını kullanır.

29 Oktal-Desimal Çevrimi
Örn: (564)8=(?)10 = (372)10

30 Desimal-Oktal Çevrimi
Desimal sayıların oktal sayılara çevrimi “Bölme-8” yoluyla gerçekleştirilir. Çıkan sonuç tersten yazılır. Örn: (365)10=(?)8 8 365 - 32 45 8 (365)10=(555)8 5 - 40 5 5

31 Oktal Sayı Sisteminde 4 İşlem
-A- Toplama C C (340)8 + (750)8 Elde-Carry(C) CCCC ( )8 +( )8 (1310)8 ( )8

32 Oktal Sayı Sisteminde 4 İşlem
-B- Çıkartma XX Borç-Borrow(X) XX (754)8 (456)8 (456252)8 - (412371)8 - (43661)8 (276)8

33 -C- Bölme İşlemi En uygun yol ilk önce oktal-desimal çevrimini yaptıktan sonra bölme işlemini desimal ortamda gerçekleştirmek ve sonucu oktal sisteme dönüştürmektir.

34 -D- Çarpma İşlemi En uygun yol ilk önce oktal-desimal çevrimini yaptıktan sonra çarpma işlemini desimal ortamda gerçekleştirmek ve sonucu oktal sisteme dönüştürmektir.

35 Heksadesimal Sayı Sistemi
Tabanı 16’dır. “ ” arası sayıları kullanır.

36 Desimal Hex Karşılık 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A 11 B 12 C 13 D 14 E 15 F

37 Hex-Desimal Çevrimi Örn: =15.163+10.162+5.161+4.160 =(64084)10
(FA54)16 = ( ? ) 10 = =(64084)10

38 Desimal-Hex Çevrimi Örn: 125 48 13 16 31 16 1 (8125)10= (?) 16 15
80 507 16 125 48 31 16 1 15 112 27 13 16 11 D B (8125)10= (1FBD) 16 F

39 Heksadesimal Sayılarda 4 İşlem
-A- Toplama CCC (A9B30)16 + (BFF50)16 Elde-Carry(C) CCC (FFC41)16 + (13F35)16 (113B76)16 (169A80)16

40 -B- Çıkartma X Borç-Borrow(B) X X (F9A40)16 - (AF020)16 (A9A40)16
- (9FF70)16 (4AA20)16 (09AD0)16

41 Sayı Sistemleri Arasında Değişim

42 Binary-Oktal & Oktal-Binary
Binary sayı oktala çevirirken, binary sayı sağdan başlayarak sola doğru 3’er 3’er gruplanır. Her grubun karşılığı bulunur. Oktal sayıyı binarye çevirirken bu işlemin tersi gerçekleştirilir.

43 Binary-Oktal & Oktal-Binary
Örn: ( )2=(?)8 ( )2 = (351)8 3 5 1

44 Binary-Hex & Hex-Bin Binary sayıyı heksadesimale çevirirken, binary sayı sağdan başlayarak sola doğru 4’er 4’er gruplandırılır. He grubun hex karşılığı bulunur. Heksadesimal sayıyı binarye çevirirken her heksadesimal sayı 4 bitlik sayı ile ifade edilir.

45 Binary-Hex & Hex-Bin Örn: (FA752)16=(?)2 (F A 7 5 2)16
(1010)2 (0101)2 (F A 7 5 2)16 =( )2 (1111)2 (0111)2 (0001)2

46 Teşekkürler Sorular? Aslı Eyecioğlu Özmutlu aozmutlu@bartin.edu.tr